高考物理新光学知识点之物理光学全集汇编及答案解析(3)

高考物理新光学知识点之物理光学全集汇编及答案解析(3)
一、选择题
1．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于()
A．光的干涉、色散和衍射现象
B．光的干涉、衍射和色散现象
C．光的衍射、色散和干涉现象
D．光的衍射、干涉和色散现象
2．5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G网络．5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10G bps（bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50-100倍．关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是
A．在真空中的传播速度更快
B．在真空中的波长更长
C．衍射的本领更强
D．频率更高，相同时间传递的信息量更大
3．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻（）
A．振荡电流i在增大B．电容器正在放电
C．磁场能正在向电场能转化D．电场能正在向磁场能转化
4．用a．b．c．d表示4种单色光，若①a．b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；②用b．c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大；③用b．d 照射某金属表面，只有b能使其发射电子．则可推断a．b．c．d分别可能是( )
A．紫光．蓝光．红光．橙光B．蓝光．紫光．红光．橙光
C．紫光．蓝光．橙光．红光D．紫光．橙光．红光．蓝光
5．下面事实与光的干涉有关的是（）
A．用光导纤维传输信号B．水面上的油膜呈现彩色
C．水中的气泡显得格外明亮D．一束白光通过三棱镜形成彩色光带
6．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C．在光导纤维内传送图象是利用光的色散现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
7．如图所示是双缝干涉实验，使用波长为600 nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻
．．的亮条纹；若用波长为400 nm的紫光重复上述实验，则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是
A．P0点和P1点都是亮条纹
B．P0点是亮条纹，P1点是暗条纹
C．橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距
D．若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验，紫光的衍射现象更明显
8．下列说法正确的是（）
A．不论光源与观察者怎样相对运动，光速都是一样的
B．太阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
C．波源与观察者互相靠近和互相远离时，观察者接收到的波的频率相同
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大9．下列现象中属于光的衍射现象的是
A．雨后天空美丽的彩虹
B．阳光下肥皂膜的彩色条纹
C．光通过三棱镜产生的彩色条纹
D．对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹
10．下列应用没有利用电磁波技术的是
A．无线电广播 B．移动电话 C．雷达 D．白炽灯
11．下列关于电磁波的说法正确的是________．
A．电磁波不能产生衍射现象
B．电磁波和机械波都只能在介质中传播
C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同
12．物理老师在课堂上做了一个演示实验：让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖（玻璃较厚），经折射分成两束单色光a、b，下列说法正确的是（）
A．a光光子的能量小于b光光子的能量
B．若增大入射角i，则a光可能先消失
C．进行双缝干涉实验，在其他条件相同的情况下，a光条纹间距大于b光条纹间距
D．在玻璃砖中，a光的波长比b光的波长短
13．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是
A．若增大入射角i，则b光最先消失
B．在该三棱镜中a光波速小于b光
C．若a、b光通过同一双缝干涉装置，则屏上a光的条纹间距比b光宽
D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压高
14．电磁波与机械波具有的共同性质是( )
A．都是横波B．都能传输能量
C．都能在真空中传播D．都具有恒定的波速
15．下列几种说法中，正确的是（）
A．红外线、可见光、紫外线、γ射线，是按波长由长到短排列
B．紫外线是一种紫色的可见光
C．均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场
D．光的干涉、衍射现象说明光波是横波
16．下列说法正确的是（）
A．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中，在不断增大入射角水面上首先消失的是绿光
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹，时而出现暗条纹C．红光的光子能量比紫光光子能量大
D．只有横波才能产生干涉现象
17．关于机械波与电磁波的说法中，正确的是
A．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，所以它们本质是相同的B．麦克斯韦认为，变化的电场一定能产生电磁波
C．机械波在介质中的波速与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
18．如图甲所示是用干涉法检查厚玻璃板b的上表面是否平整的装置， a是标准样板。

图乙所示干涉条纹，是两个表面反射光的叠加而形成的，这两个表面是
A．a的上表面、b的下表面
B．a的上表面、b的上表面
C．a的下表面、b的上表面
D．a的下表面、b的下表面
19．下列关于电磁波的说法中正确的是
A．频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大
B．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
C．在无线电波的传播中，微波适宜采用地波传播
D．红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长短
20．下面的说法正确的是()
A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的全反射现象造成的
B．天空中彩虹是光的干涉现象造成的
C．圈屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光的衍射现象造成的
D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象
21．关于紫外线的以下说法中正确的是
A．照射紫外线可增进人体对钙质的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射B．紫外线是一种可见光
C．紫外线有很强的荧光效应，可用来防伪
D．紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应
22．下列说法正确的是
A．麦克斯韦证实了电磁波的存在
B．在医学上常用红外线来杀菌消毒
C．LC振荡电路中当电容器的电荷量最大时，线圈中的电流最大
D．调幅和调频是电磁波调制的两种方法
23．1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为光的波导来传输大量信息，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通讯之父”．以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的（）
A．图甲中，弯曲的水流可以导光
B．图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像
C．图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色
D．图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象
24．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源s，它发出的是两种不同颜色的a光和b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）．则一下说法中正确的是（）
A．a光的频率比b光大
B．水对a光的折射率比b光大
C．a光在水中的传播速度比b光大
D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光窄
25．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光．比较a、b、c三束光，可知
A．当它们在真空中传播时，c光的波长最大
B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大
C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最小
D．对同一双缝干涉装置，a光干涉条纹之间的距离最小
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．A
解析：A
【解析】
太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这是薄膜干涉；瀑布在阳光下呈现的彩虹，这是色散；过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，这是单缝衍射．
2．D
解析：D
【解析】
【详解】
A 、无线电波（电磁波）在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A 错误；
BC 、由公式c f λ=可知：c f
λ=，频率变大，波长变短，衍射本领变弱，故BC 错误； D 、无线电波（电磁波）频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D 正确．
3．C
解析：C
【解析】
【详解】
通过图示电流方向为电流流向正极板，知电容器在充电，振荡电流减小，电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化；故选C 。

4．A
解析：A
【解析】
【详解】
根据临界角C 、折射率1sin n C
=，由①a 的临界角小于b 的临界角，可知n a ＞n b ，根据色散规律可知a 的频率大于b 即γa ＞γb ；根据双缝干涉条纹间距L x d λ∆=
，由②c 的条纹间距最大可知b 、c 和d 中c 的波长最长，故c 的频率最小；每种金属都有对应的最小入射光频率，入射光频率越大、光电效应越容易发生，由③可知b 和d 中b 的频率较大即γb ＞γd ，综合上述可知a 、b 、c 、d 的频率从大到小依次为abdc ，故A 正确．
5．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号，与光的干涉无关，故A 错误；
B ．光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，故与光的干涉有关，故B 正确；
C．光从水或玻璃射到气泡中时，由于一部分射到气泡界面上的光发生了全反射，所以气泡看起来特别明亮，与干涉无关，故C错误；
D．白光是复色光，而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，故虽然不同的单色光的入射角相同但经玻璃折射后的出射角不同即发生了色散，故折射的结果与光的干涉无关，故D错误。

故选B。

6．D
解析：D
【解析】
试题分析：检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故A错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光发生折射而形成色散现象，故B错误；光导纤维束内传送图象是利用了光由光密介质到光疏介质时会发生全反射，故C错误；增透膜是利用光的干涉现象，故D正确；故选D．
考点：光的干涉；光的色散；全反射
【名师点睛】人类对于光学的研究及应用非常广泛，在学习中要注意掌握不同现象在生产生活中的应用，平时要注意观察积累生活中的光现象．
7．B
解析：B
【解析】根据出现明暗条纹的条件可知，P0点到双缝的路程差为0，出现明条纹．用600nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条
纹，则
12
1 2x
λ
=，解得△x=λ1=600nm，则
2
3
1
2
x
λ
=，可知P1点是暗条纹．故B正确，A错
误．因橙光的波长大于紫光，则根据
l
x
d
λ
∆=可知，橙光的相邻亮条纹间距大于紫光的相
邻亮条纹间距，若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验，橙光的衍射现象更明显，选项CD错误；故选B．
点睛：解决本题的关键知道波峰与波峰或波谷与波谷叠加，振动加强，波峰与波谷叠加，振动减弱．通过该关系知道形成明条纹或暗条纹的条件.
8．A
解析：A
【解析】狭义相对论认为：在惯性系中，不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的．故A正确；太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩色光带是由于折射引起的，B错误；当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，间距变小，观察者接收的频率增大，如果二者远离，间距变大，观察者接收的频率减小，故C错误；光的双缝干涉实验中，光
的双缝干涉条纹间距
l
x
d
λ
∆=，若仅将入射光从红光改为紫光，由于红光波长大于紫光，
则相邻亮条纹间距变小，故D错误．9．D
【解析】雨后天空美丽的彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，A错误；日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹属于光的干涉，故B错误；一束白光通过三棱镜形成彩色光带属于光的折射现象，故C错误；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，故D正确。

所以D正确，ABC错误。

10．D
解析：D
【解析】
试题分析：下列应用没有利用电磁波技术的是白炽灯，无线电、移动电话、雷达都要利用电磁波向外传输，D对；
考点：考查电磁波的应用
点评：难度较小，电磁波传输不需要介质，对电磁波的应用实例要注意积累
11．C
解析：C
【解析】
A．干涉和衍射是波特有的性质，电磁波也可以发生衍射现象，故A错误；
B. 电磁波可以在真空中传播，故B错误；
C. 由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故C正确；
D. 根据光速不变原理，知在不同惯性系中，光在真空中传播速度大小相等，故D错误；故选C．
12．D
解析：D
【解析】
【详解】
A．由折射率的定义式可知
sin sin i
n
r
=
通过比较a光折射率大，频率大，光子的能量大于b光光子的能量，故A错误；
B．从空气射向玻璃不可能发生全反射，增大入射角i，当入射角为直角时，a光、b光同时消失，故B错误；
C．进行双缝干涉实验，在其他条件相同的情况下，条纹间距
l
x
d
λ
∆=a光频率大，波长
短，条纹间距小于b光条纹间距，故C错误；
D．光线通过玻璃砖比较折射角，可知a光折射率大，频率大，波长短，故D正确。

故选D。

13．C
解析：C
A、根据折射率定义公式
sin
sin
i
n
r
=，从空气斜射向玻璃时，入射角相同，光线a对应的折射
角较大，故光线a的折射率较小，即n a＜n b，若增大入射角i，在第二折射面上则两光的入射角减小，依据光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时，才能发生光的全反射，因此它们不会发生光的全反射，故A错误．B、光从空气斜射向玻璃折射时，
入射角相同，光线a对应的折射角较大，故光线a的折射率较小，即n a＜n b，根据
c v
n =
分析知在该三棱镜中a光速度大于b光速度，故B错误. C、a光的折射率较小，在真空中a光波长大于b光波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，因此a光条纹间距大于b光条纹间距，故C正确．D、光线a的折射率较小，频率较低；根据E hν
=，则a光光子能量较小，则a光束照射光电管逸出光电子的最大初动能E km较小，根据qU c=E km，则a光的遏止电压低，故D错误．故选C．
【点睛】本题关键依据光路图来判定光的折射率大小，然后根据折射率定义公式比较折射率大小，学会判定频率高低的方法，同时掌握光电效应方程，及遏止电压与最大初动能的关系．
14．B
解析：B
【解析】
试题分析：电磁波是横波，机械波有横波也有纵波，故A错误．两种波都能传输能量，故B正确．电磁波能在真空中传播，而机械波不能在真空中传播，故C错误．两种波的波速都与介质的性质有关，波速并不恒定，只有真空中电磁波的速度才恒定．
考点：考查了电磁波与机械波
15．A
解析：A
【解析】A、红外线、可见光、紫外线、γ射线，是按波长由长到短排列，A正确。

B、紫外线是一种波长比紫色光短的不可见光，B错误。

C、根据麦克斯韦的电磁波理论可知，均匀变化的电场可产生恒定的磁场，C错误。

D、光的干涉和衍射现象说明光波是一种波，但不能说明是横波，D错误。

故选A。

【点睛】掌握电磁波谱中各光的波长与频率的关系，了解各种色光在生活中的应用．16．A
解析：A
【解析】
【详解】
A．由于红光的频率比绿光的小，所以红光的折射率小，即绿光全反射的临界角小，所以最先消失的为绿光，故A正确；
B．光的双缝干涉，在光屏上的某一位置会始终出现明条纹或暗条纹，并非时明时暗，故B错误；
C．红光的频率比紫光小，则红光的光子能量比紫光光子能量小，选项C错误；
D．波的干涉和衍射现象是波特有的现象，并非只有横波才能产生干涉现象，故D错误．故选A．
17．C
解析：C
【解析】电磁波是磁场与电场的相互交换从而向前传播；机械波是物质的实际往复运动而产生的，两者本质不同，A错误；均匀变化的电场产生稳定的磁场，而稳定的磁场不会产生电场，B错误；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关．电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，C正确；机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，D错误．
18．C
解析：C
【解析】
【详解】
要检查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的条纹是a板的下表面和b板的上表面的反射光干涉产生的。

具体为：当两反射光的路程差（即膜厚度的2倍）是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，若条纹是直的则板平整，若条纹发生弯曲，则玻璃板不平整。

A. a的上表面、b的下表面，与结论不相符，选项A错误；
B. a的上表面、b的上表面，与结论不相符，选项B错误；
C. a的下表面、b的上表面，与结论相符，选项C正确；
D. a的下表面、b的下表面，与结论不相符，选项D错误；
19．A
解析：A
【解析】
【详解】
A、电磁波的能量与频率有关；振荡电路的频率越大，发射电磁波的本领越大，故A正确；
B、均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场不能再产生电场，故不能激发电磁波．故B错误；
C、微波由于波长过短,绕过障碍物的本领就很差了，不能以地波的形式传播，微波的传播方式是沿直线传播，故C错误；
D、红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长长，故D错误。

20．C
解析：C
【解析】
【详解】
A、肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是
.故A错误．
光的干涉造成的
B、天空中彩虹是白光的折射率不同，从而出现光的色散现象，故B错误．
C、圆屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光绕过阻碍物射到中心位置，这是光的衍射现象造成的，故C正确．
D、增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故D错误．
故选C．
【点睛】
解决本题的关键掌握衍射条纹和干涉条纹的特点，单缝衍射条纹中间宽、两边窄，呈现不等间距．双缝干涉条纹等宽、等间距，但也有干涉条纹不等间距（如牛顿环）．
21．C
解析：C
【解析】
适量照射紫外线，能合成维生素D，促使人体对钙的吸收，过度的照射可能对皮肤产生伤害，故A错误; 紫外线是不可见光,故B错误；利用紫外线的荧光效应来做防伪标识，故C 正确；紫外线化学效应强，所以能杀菌，故D错误．所以C正确，ABD错误．
22．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A．麦克斯韦提出变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，使电场和磁场交替产生向外传播，形成电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在；故A错误.
B．紫外线能杀菌，紫外线总是伴随着紫光出现.根据紫外线能杀菌制成了杀菌的紫光灯.紫光灯中起杀菌作用的是紫外线；故B错误.
C．LC电路中的Q不断增加，说明电容器在不断充电，磁场能正在向电场能转化，
当电荷量达到最大时，充电完毕，则充电电流减为零；故C错误.
D．在无线电波的发射中，需要把低频信号搭载到高频载波上，调制有两种方式：一种是使高频载波的振幅随信号而改变，这种调制方式称为调幅；一种是使高频波的频率随信号而改变，这种调制方式称为调频；故D正确.
23．A
解析：A
【解析】
图甲中，弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气界面上发生了全反射现象，故与光导纤维原理相同，A正确；图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像是因为光的偏振现象，B错误；图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色是因为光的干涉现象，C错误；图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象是因为光发生了折射现象，D错误．
24．C
解析：C
【解析】
试题分析：由图乙可知a光发生全反射的临界角大，由
1
sin C
n
可知a光的折射率小，
即频率小，波长长，故选项AB错误；由
c
v
n
=可知选项C正确；由
L
x
d
λ
∆=可知选项D
错误．
考点：全发射；单色光的特点．25．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．由光路图可知，c光的偏转程度最大，则c光的折射率最大，频率最大，根据
c
f λ=
知，c光的波长最小，故A错误；
B．c光的折射率最大，根据
c
v
n
=知，c光在玻璃中传播的速度最小，故B错误；
C．根据
1
sinC
n
=知，c光的折射率最大，则c光发生全反射的临界角最小，故C正确；
D．a光的频率最小，则波长最长，根据
L
x
d
λ
∆=知，a光干涉条纹之间的距离最大，故D
错误；故选C．【点睛】
根据光线的偏折程度比较出各种色光的折射率，从而得出频率的大小，根据
c
f
λ=得出波
长的大小，根据
c
v
n
=比较在三棱镜中的传播速度大小，根据
1
sinC
n
=比较发生全反射的
临界角大小；根据波长的大小，结合
L
x
d
λ
∆=比较干涉条纹间的间距大小．。